ГОТОВЫЕ ОТВЕТЫ НА ЭКЗАМЕН ПО ФИЗИКЕ. 2 семестр ИЭЭ. 2016 год. Преподаватель Ермаков Б. В

1. Основы теории Максвелла для электромагнитного поля. Уравнения Максвелла в интегральной форме. Их физический смысл.
2. Электростатическое поле. Вектор напряженности поля и методы его расчета. Принцип суперпозиции полей. Примеры расчета напряженности поля методом суперпозиции (кольцо).
3. Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гауса для электростатического поля в вакууме. Применение теоремы к расчету напряженности поля. Пример: поле бесконечно большой равномерно заряженной плоскости.
4. Работа сил электростатического поля по перемещению заряда. Потенциал электростатического поля. Связь между напряженностью поля и потенциалом. Понятие градиента. Методы расчета потенциала. Пример: потенциал на оси равномерно заряженного кольца.
5. Потенциал электростатического поля. Связь между напряженностью поля и потенциалом (интегральная и дифференциальная). Примеры расчета потенциала электростатического поля. Диполь в электростатическом поле.
6. Диполь. Расчет поля диполя в дальней зоне. Диполь в электростатическом поле. Вращающий момент силы. Энергия диполя в электростатическом поле.
7. Электрическое поле в веществе. Диэлектрики. Типы диэлектриков. Электронная и ориентационная поляризации. Вектор поляризации и его связь с поверхностными и объемными связанными зарядами. Теорема Остроградского-Гаусса для вектора Р.
8. Сторонние и связанные заряды диэлектрика. Вывод теоремы Остроградского-Гаусса для поля в диэлектрике. Вектор электрического смещения н его связь с напряженностью поля. Диэлектрическая проницаемость вещества. Третье уравнение Максвелла.
9. Теорема Остроградского - Гаусса для электростатического поля в диэлектрике (формулировка). Связь векторов электрического смещения, напряженности поля и вектора поляризации. Условия на границе раздела двух сред (диэлектрических). Пример расчета вектора электрического смещения и напряженности поля в диэлектрике.
10. Проводники в электростатическом поле. Поле внутри проводника и у его поверхности. Распределение зарядов в проводнике. Электростатическая защита.
11. Постоянный электрический ток, электростатическое и стороннее поля. Закон Ома в дифференциальной форме. Разность потенциалов, электродвижущая сила и падение напряжения. Обобщенный закон Ома для участка цепи в интегральной форме. График распределения потенциала вдоль участка цепи.
12. Электроемкость уединенного проводника. Взаимная электроемкость двух проводников. Конденсаторы. Ёмкость плоского и сферического конденсатора (вывод формул).
13. Емкость цилиндрического конденсатора (вывод формул). Энергия заряженных уединенного проводника и конденсатора. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии электростатического поля (пример).
14. Магнитное ноле. Вектор магнитной индукции. Сила Ампера. Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током.
15. Методы расчета вектора индукции магнитного поля. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме. Применение закона к расчету магнитного поля бесконечно длинного прямолинейного проводника с током, тороида и длинного соленоида.
16. Методы расчет вектора индукции магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитного поля кругового тока (и центре и на оси). Магнитный момент рамки с током.
17. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц и магнитном поле (пример).
18. Работа но перемещению проводника и контура с током в магнитом ноле. Явление электромагнитной индукции. Закон Ленца. Закон Фарадея-Максвелла, его вывод из закона сохранения энергии.
19. Явление электромагнитной индукции. Закон Ленца. ЭДС индукции при движении проводника в магнитном ноле. Вывод закона Фарадея-Максвелла на основе электронной теории. Максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции. Пepвoe уравнение Максвелла.
20. Явление самоиндукции и взаимной индукции. Индуктивность. Взаимная индуктивность, Расчет индуктивности тонкого тороида и длинного соленоида. Трансформатор.
21. Энергия магнитного поля контура с током (вывод). Объемная плотность энергии магнитного поля. Пример расчета энергии магнитного поля.
25. Магнитное поле в магнетиках. Микро- и макротоки. Вектор намагниченности J. Теорема о циркуляции вектора J.
26. Вывод закона полного тока для магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поля и ее связь с вектором магнитной индукции. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость среды.
27. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Второе уравнение Максвелла. Токи смещения. Вихревое электрическое ноле.
28. Магнитное поле в веществе. Магнитные моменты атомов. Опыт Эйнштейна и де Гааза. Типы магнетиков. Элементарная классическая теория диа- и парамагнетиков. Условия на границе раздела двух сред.
29. Ферромагнетики. Опыт Столетова. Кривые намагничивания ферромагнетиков. Гистерезис. Точка Кюри. Домены. Качественные объяснения свойств ферромагнетиков.
30. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме. Переменное электромагнитное поле. Вывод волнового уравнения.
31. Продольные и поперечные волны. Уравнение бегущей волны. Уравнение плоской бегущей синусоидальной волны и его анализ.
32. Уравнение Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме. Плоская электромагнитная волна и ее свойства. Вектор Умова-Пойтинга. Опыты Герца.